阿基米德螺旋线与宏变量编程
2011-04-17韩鹏
韩 鹏
中国一拖高级技工学校，河南 洛阳 471003
随着技术的发展，自动编程逐渐会取代大部分手工编程，但宏程序简洁的特点使之依然具有比较大的使用空间。
1 宏程序在特定曲线、曲面中的运用
使用用户宏程序可以有效地解决比较规则的曲面、圆角、型腔和外形轮廓等加工特征。使用宏程序时，要求思路清楚，语法正确。
1.1 加工椭圆曲线
宏程序就是用公式来加工零件的，如果没有宏程序的话，我们要逐点算出曲线上的点，然后慢慢来用直线逼近，如果是个光洁度要求很高的工件的话，那么需要计算很多的点，可是应用了宏程序后，我们把椭圆公式输入到系统中然后我们给出Z坐标并且每次加10um那么宏程序就会自动算出X坐标并且用G01指令进行编程切削，实际上宏程序也是变量编程。
1.2 加工凹球曲面
一般用自上而下等角度圆弧环绕球面铣的方式，宏程序编程时使用三角函数SINa，COSa计算控制线上的等角度节点，XY平面用刀距增量计算轨迹线，子程序用两层镶套编程，加工采用时用平底键槽刀层铣加工，完成粗加工；用球刀完成精加工。注意，为了保证粗加工余量的均衡，以控制线半径为循环条件的判断，使每循环一次的径向变化为均值，另为了保证精加工余量，粗加工时高度固定保持抬高一定值。精加工使为了保证扇形误差的均匀，以圆心角为循环条件的判断。
2 实例研究阿基米德螺旋线加工宏程序
2.1 分析图形，确定编程加工方法
1）机床：选择FANUC0i系统，2.5轴以上联动的数铣机床；2）夹具：选用精度平口虎钳；3）加工方式：采用Z方向等高层铣粗加工；4）刀具：选用键槽铣刀，刀具直径根据螺旋线的槽宽，采用直径为8mm；5）编程：工件上平面中心为工件坐标原点，用圆弧插补法加工螺旋线；6）计算阿基米德螺旋线起点坐标：
根据阿基米德螺旋线公式
Ri=（RA+（ai-a）T/360）
Xi=（RA+（ai-a）T/360）*（cos（ai））
Yi=（RA+（ai-a）T/360）*（sin（ai））
螺距为T 螺旋线起点角度为a 螺旋线起点半径为RA
螺旋线在线上i点转过角度为ai 螺旋线在i点半径值为Ri
根据图示尺寸计算阿基米德螺旋线起点坐标
T=18 Ri=19
RA = Ri -(ai-a)T/360=19-24*18/360=-17.8
XA=17.8*cos(-24) =-7.24
YA=17.8*sin(-24) =-16.26
图示
2.2 编阿基米德螺旋线宏程序
Φ88x4圆凸台和正六边形加工程序（略）
O1234
T01M06
G54G00X0Y0Z50
M03S500
G43G00Z5H01
#24=-7.24 起点x坐标
#25=-16.261 起点y坐标
#20=18 螺距
#18=17.8 螺旋线起点半径
#1=-114 螺旋线起点角度
#2=285 螺旋线终点角度
#3=2 角步距
G00X#24Y#25螺旋线起点上方
G01Z-10F60螺旋线深度
#100=#3角步距赋值给中间变量
#101=#2-#1螺旋线转过角度
WHILE[#100LE#101]DO1判断螺旋线终点
#104=#100*#20/360
#105=#18+#104计算螺旋线上各点半径
#106=#105*COS[#100+#1]计算各点X坐标
#107=#105*SIN[#100+#1]计算各点Y坐标
G03X#106Y#107R#105F100用圆弧插补法加工螺旋线
#100=#100+#3角步距叠加
END1返回循环
G00Z100抬刀
M05
M30
通过上述加工实例，不难看出宏变量编写的程序不但能有效地控制刀具路径，高效率高精度的完成加工任务，而且简洁适应性强，将编程人员从繁琐的、大量的重复性工作中解脱出来，这是任何自动编程软件都不能达到的效果。
